RU2603872C1 - Transfer compartment of carrier rocket (versions) - Google Patents
Transfer compartment of carrier rocket (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603872C1 RU2603872C1 RU2015132630/11A RU2015132630A RU2603872C1 RU 2603872 C1 RU2603872 C1 RU 2603872C1 RU 2015132630/11 A RU2015132630/11 A RU 2015132630/11A RU 2015132630 A RU2015132630 A RU 2015132630A RU 2603872 C1 RU2603872 C1 RU 2603872C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adapter
- housing
- launch vehicle
- transition compartment
- end frame
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
- F42B15/36—Means for interconnecting rocket-motor and body section; Multi-stage connectors; Disconnecting means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области ракетно-космической техники и могут быть использованы в конструкции переходных отсеков ракет - носителей для доставки в составе космических головных частей полезных нагрузок на орбиты искусственных спутников Земли (ОИСЗ). Как правило, переходные отсеки ракет - носителей включают корпус, соединенный с последней ступенью ракеты-носителя и головным обтекателем, адаптер, соединенный с полезной нагрузкой, и средство соединения корпуса переходного отсека с адаптером.The invention relates to the field of rocket and space technology and can be used in the construction of the transitional compartments of rockets - carriers for the delivery of spacehead parts of payloads to the orbits of artificial Earth satellites (OIZZ). Typically, the transitional compartments of launch vehicles include a housing connected to the last stage of the launch vehicle and a head fairing, an adapter connected to the payload, and means for connecting the housing of the transitional compartment to the adapter.
Ряд технических решений переходного отсека (см. патенты США 5816539, 5529264, 8608114, патент ЕР 0665162, патенты РФ 2153445, 2478533) содержат корпус, выполненный в виде цилиндра. Эти решения предусматривают крепление головного обтекателя и средства соединения корпуса с адаптером к верхнему торцевому шпангоуту корпуса переходного отсека. Средство соединения корпуса с адаптером в этих решениях выполняется в виде конической оболочки или, как в патенте РФ 2153445, в виде проставки, составленной из конической и цилиндрической оболочек.A number of technical solutions of the transition compartment (see US patents 5816539, 5529264, 8608114, patent EP 0665162, RF patents 2153445, 2478533) contain a housing made in the form of a cylinder. These solutions include mounting the head fairing and means for connecting the housing to the adapter to the upper end frame of the transition compartment housing. The means of connecting the housing with the adapter in these solutions is in the form of a conical shell or, as in the patent of the Russian Federation 2153445, in the form of a spacer composed of a conical and cylindrical shells.
В соответствии с решением по патенту РФ 2478533 (МПК B64G 1/22, F42B 15/00, опубл. 10.04.2013) переходной отсек ракеты-носителя - промежуточный отсек, включает цилиндрическую оболочку, снабженную верхним и нижним торцевыми шпангоутами. Поперечный габаритный размер переходного отсека - диаметр цилиндрической оболочки, близок поперечному габаритному размеру - диаметру последней ступени ракеты-носителя. Нижний торцевой шпангоут выполнен с обеспечением возможности соединения с последней ступенью ракеты-носителя. Верхний торцевой шпангоут переходного отсека выполнен с профилем с сечением в виде швеллерообразной формы с развитой в поперечном направлении стенкой, за счет чего на верхней поверхности стенки шпангоута обеспечивается как установка головного обтекателя, так и крепление полезной нагрузки. Кроме указанных элементов переходной отсек головной части содержит продольный силовой набор - подкрепляющие элементы, соединенные с цилиндрической оболочкой переходного отсека и верхним торцевым шпангоутом отсека, и дополнительные поперечные шпангоуты, размещенные между торцевыми шпангоутами переходного отсека.In accordance with the decision of RF patent 2478533 (IPC
Это техническое решение переходного отсека и другие технические решения, использующие корпус цилиндрической формы, решают задачу по увеличению полезного объема космической головной части ракеты-носителя путем размещения части полезной нагрузки или элементов последней ступени ракеты-носителя внутри переходного отсека. Решение этой задачи связано с увеличением высоты корпуса, массы верхнего торцевого шпангоута и массы переходного отсека в целом, так как корпус переходного отсека должен воспринимать продольные и поперечные нагрузки как от головного обтекателя, так и от космического аппарата и передавать их на силовые элементы последней ступени ракеты-носителя. Проблематично использовать это техническое решение и в космических головных частях, включающих головные обтекатели с конической формой хвостовых частей, примыкающих к переходному отсеку, так как при этом увеличивается масса верхнего торцевого шпангоута, который нагружается дополнительными радиальными нагрузками.This technical solution of the transition compartment and other technical solutions using a cylindrical body solve the problem of increasing the useful volume of the space head part of the launch vehicle by placing part of the payload or elements of the last stage of the launch vehicle inside the transition compartment. The solution to this problem is associated with an increase in the height of the hull, the mass of the upper end frame and the mass of the transition compartment as a whole, since the case of the transition compartment must absorb longitudinal and transverse loads from both the head fairing and the spacecraft and transfer them to the power elements of the last stage of the rocket -carrier. It is problematic to use this technical solution in space head parts, including head fairings with a conical shape of the tail parts adjacent to the transition compartment, since this increases the mass of the upper end frame, which is loaded with additional radial loads.
Ряд технических решений переходного отсека ракеты-носителя включает корпус, выполненный в виде усеченного конуса (см. патенты РФ 2478531, 2349512, 2351510, 2368542, 2521078, патент США 5605308).A number of technical solutions of the transition compartment of the launch vehicle includes a housing made in the form of a truncated cone (see RF patents 2478531, 2349512, 2351510, 2368542, 2521078, US patent 5605308).
В патенте РФ №2478531 (МПК B64G 1/22, опубл. 10.04.2013) корпус переходного отсека выполнен в виде усеченного конуса, нижний торцевой шпангоут которого соединен с последней ступенью ракеты-носителя. На верхнем торцевом шпангоуте корпуса закреплен как головной обтекатель, так и средство соединения корпуса с космическим аппаратом. Средство соединения корпуса с космическим аппаратом выполнено в виде двух последовательно соединенных друг с другом конусов. Недостатком рассмотренного решения является большая масса переходного отсека, так как корпус переходного отсека, как и рассмотренные выше конструкции переходных отсеков с корпусом в виде цилиндра, воспринимает как инерционные нагрузки от головного обтекателя, так и нагрузки от космического аппарата.In RF patent No. 2478531 (IPC
В патенте США 5605305 (НКИ 244/158R, опубл. 25.02.1997) корпус переходного отсека выполнен в виде сочетания цилиндрической оболочки, нижний торцевой шпангоут которого соединен с последней ступенью ракеты-носителя, и конической оболочки, верхний торцевой шпангоут которой соединен с головным обтекателем. Внутри корпуса размещен адаптер, выполненный в виде поперечной платформы с размещенными на ней полезными нагрузками. Средство соединения корпуса с адаптером выполнено из сочетания двух соосных конусных оболочек, помещенных одна в другую, цилиндрической проставки и фермы с треугольной решеткой. Использование в этом техническом решении для соединения адаптера с корпусом конструкции средства, включающего четыре конструктивных элемента, связано с необходимостью решения технической задачи восприятия инерционной нагрузки, распределенной по поверхности поперечной платформы, и передачи ее на последнюю ступень ракеты-носителя. Однако использование этого решения для передачи инерционных нагрузок от полезной нагрузки, соединенной с адаптером в ограниченном числе точек, приводит к неэффективному решению переходного отсека по массе и высоте. Это связано с наличием в конструкции средства соединения адаптера с корпусом двух конических оболочек, соединенных через цилиндрическую проставку с фермой. Кроме того, консольное крепление полезной нагрузки и адаптера относительно нижнего торцевого шпангоута также увеличивают массу переходного отсека, так как поперечные инерционные нагрузки воспринимаются и передаются только средством соединения адаптера с корпусом переходного отсека.In US patent 5605305 (NKI 244 / 158R, publ. 02.25.1997), the transition compartment housing is made in the form of a combination of a cylindrical shell, the lower end frame of which is connected to the last stage of the launch vehicle, and a conical shell, the upper end frame of which is connected to the head fairing . Inside the housing is an adapter made in the form of a transverse platform with payloads placed on it. The means of connecting the housing to the adapter is made of a combination of two coaxial conical shells placed one into the other, a cylindrical spacer and a truss with a triangular lattice. The use of means including four structural elements in this technical solution for connecting the adapter to the housing design is associated with the need to solve the technical problem of perceiving the inertial load distributed over the surface of the transverse platform and transferring it to the last stage of the launch vehicle. However, the use of this solution to transfer inertial loads from the payload connected to the adapter in a limited number of points leads to an ineffective solution of the transition compartment by weight and height. This is due to the presence in the design of the means for connecting the adapter to the body of two conical shells connected through a cylindrical spacer to the truss. In addition, the cantilever mounting of the payload and adapter relative to the lower end frame also increases the mass of the transition compartment, since lateral inertial loads are perceived and transmitted only by connecting the adapter to the case of the transition compartment.
Ближайшим аналогом заявляемых вариантов переходного отсека является решение по патенту РФ №2521078 (МКП B64G 1/22, опубл. 27.06.2014). В соответствии с этим решением переходной отсек ракеты-носителя содержит корпус, адаптер и средство соединения корпуса с адаптером.The closest analogue of the claimed variants of the transition compartment is the solution according to the patent of the Russian Federation No. 2521078 (MCP
Корпус переходного отсека этого решения выполнен в виде внешней конической оболочки. Корпус - внешняя коническая оболочка, снабжен обшивкой, верхним и нижним торцевыми шпангоутами. Нижний торцевой шпангоут корпуса выполнен с профилем в виде уголка, стенки которого развернуты друг относительно друга под тупым углом. Нижний торцевой шпангоут корпуса выполнен с обеспечением возможности соединения с последней ступенью ракеты-носителя. Верхний торцевой шпангоут корпуса выполнен с возможностью соединения с головным обтекателем.The housing of the transition compartment of this solution is made in the form of an external conical shell. The body is an external conical shell, equipped with a casing, upper and lower end frames. The lower end frame of the housing is made with a profile in the form of a corner, the walls of which are deployed relative to each other at an obtuse angle. The lower end frame of the housing is made with the possibility of connection with the last stage of the launch vehicle. The upper end frame of the housing is made with the possibility of connection with the head fairing.
Адаптер в этом решении выполнен в виде верхнего торцевого шпангоута внутренней конической оболочки переходного отсека. Выполнение верхнего торцевого шпангоута переменного сечения, достигаемое за счет изменения его линейного размера в поперечном направлении, обеспечивает возможность крепления полезной нагрузки со смещением ее центра масс относительно продольной оси ракеты-носителя. Адаптер - верхний торцевой шпангоут внутренней конической оболочки этого решения, соединен с полезной нагрузкой и снабжен необходимыми средствами для ее крепления и отделения.The adapter in this solution is made in the form of an upper end frame of the inner conical shell of the transition compartment. The implementation of the upper end frame of variable cross section, achieved by changing its linear size in the transverse direction, provides the possibility of fastening the payload with a shift of its center of mass relative to the longitudinal axis of the launch vehicle. The adapter is the upper end frame of the inner conical shell of this solution, connected to the payload and equipped with the necessary tools for its fastening and separation.
Внутренняя коническая оболочка с полезной нагрузкой, закрепленной на ее верхнем торцевом шпангоуте, в этом техническом решении снабжена нижним торцевым шпангоутом и установлена внутри корпуса соосно внешней конической оболочке. Нижний торцевой шпангоут внутренней конической оболочки закреплен на стенке нижнего торцевого шпангоута корпуса. В верхней части внутренняя коническая оболочка соединена с адаптером - внутренним торцевым шпангоутом. Кроме того, в рассматриваемом решении адаптер - верхний торцевой шпангоут внутренней конической оболочки, соединен с верхним торцевым шпангоутом корпуса стержнями, выполненными в этом решении регулируемой длины. Кроме указанного, внутренняя коническая оболочка переходного отсека этого решения снабжена промежуточным шпангоутом. Для обеспечения жесткости и несущей способности внутренняя коническая оболочка подкреплена продольными косынками, расположенными между промежуточным шпангоутом и внутренним торцевым шпангоутом.The inner conical shell with the payload fixed on its upper end frame, in this technical solution is equipped with a lower end frame and installed inside the housing coaxially with the outer conical shell. The lower end frame of the inner conical shell is fixed to the wall of the lower end frame of the housing. In the upper part, the inner conical shell is connected to the adapter - the inner end frame. In addition, in the solution under consideration, the adapter, the upper end frame of the inner conical shell, is connected to the upper end frame of the housing by rods made in this solution of adjustable length. In addition to the above, the inner conical shell of the transition compartment of this solution is equipped with an intermediate frame. To ensure rigidity and load-bearing capacity, the inner conical shell is supported by longitudinal kerchiefs located between the intermediate frame and the internal end frame.
Указанное техническое решение переходного отсека позволяет расширить эксплуатационные возможности и эффективность использования переходного отсека для выведения на ОИСЗ крупногабаритного полезного груза со смещенным расположением центра масс относительно продольной оси ракеты-носителя, сохраняя устойчивость и управляемость ракеты-носителя в полете. Кроме того, включение в средство соединения адаптера с корпусом переходного отсека стержней позволяет снизить нагрузки на внутреннюю коническую оболочку при действии поперечных нагрузок.The indicated technical solution of the transition compartment allows us to expand the operational capabilities and efficiency of using the transition compartment for launching a large payload with a displaced center of mass relative to the longitudinal axis of the launch vehicle at the SIZZ, while maintaining the stability and controllability of the launch vehicle in flight. In addition, the inclusion in the means of connecting the adapter with the housing of the transitional compartment of the rods can reduce the load on the inner conical shell under the action of transverse loads.
Однако использование этого технического решения, предусматривающего применение для передачи усилий от головного обтекателя и полезной нагрузки к ракете - носителю конических оболочек, оправдано только в том случае, если нагрузка, воспринимаемая внутренней конической оболочкой, носит распределенный характер, например, при использовании в стыках с полезной нагрузкой и с ракетой - носителем многоболтовых соединений. В распространенных конструктивно - силовых схемах головных частей космического назначения, для которых характерно точечное соединение полезной нагрузки и последней ступени ракеты-носителя с переходным отсеком, при повышенном уровне напряжений внутренняя коническая оболочка переходного отсека, даже подкрепленная силовым набором, имеет значительную массу, так как значительные зоны конической оболочки, прилегающие к стыкам, исключаются из восприятия нагрузок. Значительна и высота переходного отсека, спроектированного в соответствии с этим решением.However, the use of this technical solution, which provides for the use of conical shells to transfer forces from the head fairing and payload to the carrier rocket, is justified only if the load perceived by the inner conical shell is distributed, for example, when used in joints with a useful load and with a rocket - carrier of multi-bolt connections. In the widespread structural and power schemes of spaceborne warheads, which are characterized by a point-wise connection of the payload and the last stage of the launch vehicle with the transition compartment, the internal conical shell of the transition compartment, even reinforced by the power set, has a significant mass at high stresses, since zones of the conical shell adjacent to the joints are excluded from the perception of loads. Significant is the height of the transition compartment, designed in accordance with this decision.
Технической задачей, решаемой заявляемыми вариантами изобретения, является снижение массы переходного отсека, воспринимающего сосредоточенные (точечные) усилия от полезной нагрузки и передающего эти нагрузки на последнюю ступень ракеты-носителя при наличии точечного стыка между ракетой - носителем и переходным отсеком и между полезной нагрузкой и переходным отсеком.The technical problem solved by the claimed variants of the invention is to reduce the mass of the transition compartment that receives concentrated (point) forces from the payload and transfers these loads to the last stage of the launch vehicle in the presence of a point junction between the launch vehicle and the transition compartment and between the payload and the transition compartment.
Заявляемыми вариантами изобретения техническая задача решается следующим образом.The claimed variants of the invention, the technical problem is solved as follows.
Известный переходной отсек ракеты-носителя содержит корпус, адаптер и средство соединения корпуса с адаптером. Корпус известного решения снабжен обшивкой, верхним и нижним торцевыми шпангоутами и продольным силовым набором. Как и в известном решении, адаптер и средство соединения корпуса с адаптером расположены внутри корпуса. При этом верхний торцевой шпангоут корпуса выполнен с обеспечением возможности соединения с головным обтекателем, нижний торцевой шпангоут - с последней ступенью ракеты-носителя, а адаптер - с возможностью соединения с полезной нагрузкой.The known transition compartment of the launch vehicle comprises a housing, an adapter, and means for connecting the housing to the adapter. The body of the known solution is equipped with a casing, upper and lower end frames and a longitudinal power set. As in the known solution, the adapter and means for connecting the housing to the adapter are located inside the housing. At the same time, the upper end frame of the housing is made possible to connect to the head fairing, the lower end frame to the last stage of the launch vehicle, and the adapter to connect to the payload.
В заявляемых вариантах переходного отсека ракеты-носителя новым является то, что средство соединения корпуса с адаптером выполнено в виде ферм. Каждая из ферм содержит два раскоса, два стержня и опорный узел, на котором закреплены первые концы раскосов и стержней фермы. Вторые концы стержней закреплены на верхнем торцевом шпангоуте корпуса, а вторые концы раскосов - на нижнем торцевом шпангоуте корпуса.In the claimed embodiments of the transition compartment of the launch vehicle, the new one is that the means for connecting the body to the adapter are made in the form of trusses. Each truss contains two braces, two rods and a support unit, on which the first ends of the braces and truss rods are fixed. The second ends of the rods are fixed to the upper end frame of the housing, and the second ends of the braces to the lower end frame of the housing.
В заявляемых вариантах переходного отсека адаптер выполнен из секций, жестко соединенных друг с другом кронштейнами. Каждый из кронштейнов включает верхнюю и нижнюю опорные площадки, причем верхняя опорная площадка выполнена с обеспечением возможности соединения с полезной нагрузкой, а нижняя опорная площадка разъемным соединением соединена с опорным узлом одной из ферм.In the claimed embodiments of the adapter compartment, the adapter is made of sections rigidly connected to each other by brackets. Each of the brackets includes an upper and lower supporting platform, the upper supporting platform being configured to be connected with the payload, and the lower supporting platform being detachable connected to the supporting unit of one of the trusses.
В соответствии с первым заявляемым вариантом, как и в известном решении переходного отсека ракеты-носителя, корпус переходного отсека выполнен в виде усеченного конуса.In accordance with the first claimed variant, as in the known solution of the transition compartment of the launch vehicle, the housing of the transition compartment is made in the form of a truncated cone.
В соответствии со вторым вариантом корпус переходного отсека выполнен в виде цилиндра.In accordance with the second embodiment, the housing of the transition compartment is made in the form of a cylinder.
Выполнение адаптера из секций, жестко соединенных друг с другом кронштейнами, каждый из которых включает верхнюю и нижнюю опорные площадки, позволяет оптимальным образом с наименьшими затратами массы конструкции воспринять точечные усилия от полезной нагрузки на всех этапах наземной подготовки и выведения полезной нагрузки на ОИСЗ.The implementation of the adapter from sections rigidly connected to each other by brackets, each of which includes upper and lower supporting platforms, makes it possible to absorb point forces from the payload at all stages of ground preparation and removal of the payload on the OIZZ in the optimal way with the least weight of the structure.
Выполнение средства соединения корпуса с адаптером в виде ферм, каждая из которых содержит два раскоса, соединенных с нижним торцевым шпангоутом, два стержня, соединенных с верхним торцевым шпангоутом, и опорный узел, на котором закреплены первые концы раскосов фермы и первые концы стержней фермы, в случае точечного соединения полезной нагрузки и последней ступени ракеты-носителя позволяет снизить массу переходного отсека, так как конструкции в виде ферм могут работать при более высоком уровне напряжений, чем конические оболочки. Работоспособность конструкций в виде ферм ограничена величинами предела текучести или предела прочности материала, которые превышают величину критических напряжений потери устойчивости конической оболочки. Кроме того, при выполнении средства соединения адаптера с корпусом переходного отсека в виде ферм пропадает необходимость в дополнительном шпангоуте, который размещается в нижней части внутренней конической оболочки, так как вторые концы раскосов ферм непосредственно крепятся на нижнем торцевом шпангоуте.The implementation of the means of connecting the housing with the adapter in the form of trusses, each of which contains two braces connected to the lower end frame, two rods connected to the upper end frame, and a support unit on which the first ends of the braces of the truss and the first ends of the rods of the truss are fixed, in the case of the point connection of the payload and the last stage of the launch vehicle can reduce the mass of the transition compartment, since truss structures can operate at a higher voltage level than conical shells. The operability of structures in the form of trusses is limited by the yield strength or tensile strength of the material, which exceed the critical stresses of the loss of stability of the conical shell. In addition, when performing the means for connecting the adapter to the case of the transition compartment in the form of trusses, there is no need for an additional frame, which is located in the lower part of the inner conical shell, since the second ends of the truss braces are directly attached to the lower end frame.
Выполнение средства соединения адаптера с корпусом переходного отсека из нескольких ферм позволяет также уменьшить высоту переходного отсека, что снижая величину изгибающего момента от аэродинамических нагрузок, действующих на головной обтекатель, также уменьшает массу переходного отсека. В сравнении с классической фермой с треугольной решеткой использование в переходном отсеке нескольких ферм также снижает массу переходного отсека: упрощается конструкция узлов крепления раскосов к нижнему торцевому шпангоуту (в каждом из узлов происходит соединение только с одним раскосом), уменьшается число раскосов, при ограничениях на высоту переходного отсека обеспечивается ориентирование раскосов ферм в опорном узле относительно друг друга и относительно продольной оси под приемлемыми для восприятия нагрузок углами.The implementation of the means of connecting the adapter with the housing of the transition compartment from several farms also reduces the height of the transition compartment, which reduces the amount of bending moment from aerodynamic loads acting on the head fairing, also reduces the mass of the transition compartment. Compared with the classical trussed truss farm, the use of several trusses in the transition compartment also reduces the mass of the transition compartment: the design of the bracing attachment points to the lower end frame is simplified (in each of the nodes, only one brace is connected), the number of braces is reduced, with restrictions on height the transition compartment provides orientation of the braces of the trusses in the support node relative to each other and relative to the longitudinal axis at angles acceptable for the perception of loads.
Кроме того, соединение стержней ферм с опорными узлами и верхним торцевым шпангоутом корпус позволяют обеспечить необходимую жесткость конструкции переходного отсека при его сборке и отработке, что также уменьшает массу переходного отсека.In addition, the connection of the truss rods with the support nodes and the upper end frame of the housing allows you to provide the necessary structural rigidity of the transition compartment during its assembly and testing, which also reduces the weight of the transition compartment.
Техническим результатом от использования указанных приемов является снижение массы переходного отсека ракеты-носителя по первому и второму вариантам. Проектно - конструкторские проработки показывают (см. таблицу), что масса переходных отсеков, выполненных в соответствии с первым и вторым вариантами, меньше массы переходного отсека, использующего в конструкции две конические оболочки, даже при большем диаметре последней ступени ракеты-носителя. Использование указанных приемов позволяет также уменьшить и продольный габаритный размер - высоту, переходного отсека.The technical result from the use of these techniques is to reduce the mass of the transition compartment of the launch vehicle according to the first and second options. Design studies show (see table) that the mass of the transition compartments made in accordance with the first and second options is less than the mass of the transition compartment, which uses two conical shells in the design, even with a larger diameter of the last stage of the launch vehicle. The use of these techniques can also reduce the longitudinal overall dimension - height, transition compartment.
Первый заявляемый вариант переходного отсека имеет меньшую массу и позволяет расширить номенклатуру используемых головных обтекателей за счет возможности использования отработанных головных обтекателей с хвостовыми частями конической формы, стыковочный диаметр которых меньше диаметра последней ступени ракеты-носителя. Например, первый вариант переходного отсека позволяет использовать для ракеты-носителя «Зенит» с диаметром последней ступени 3,9 м головные обтекателя с хвостовой частью в виде обратного конуса с диаметром стыковочного шпангоута 3,7 м, используемые для ракеты-носителя «Союз - 2».The first claimed variant of the transition compartment has a lower mass and allows you to expand the range of used head fairings due to the possibility of using spent head fairings with conical tail parts, the docking diameter of which is less than the diameter of the last stage of the launch vehicle. For example, the first version of the transition compartment allows the use of Zenith launch vehicles with a final stage diameter of 3.9 m, head fairings with a tail in the form of a return cone with a docking frame diameter of 3.7 m, used for the Soyuz - 2 launch vehicle ".
Второй вариант переходного отсека отличается большей несущей способностью и позволяет использовать в головных частях ракет-носителей «Зенит» и «Ангара» головные обтекатели, разработанные для ракеты-носителя «Протон», с цилиндрической формой хвостовых частей, что увеличивает полезный объем для размещения полезной нагрузки. Кроме того, при этом сокращается время сборки головной части на технической позиции, так как позволяет производить в горизонтальном положении накат головного обтекателя на полезную нагрузку со значительными габаритами.The second version of the transition compartment is characterized by greater load-bearing capacity and allows the use of head fairings designed for the Proton launch vehicle with the cylindrical shape of the tail parts in the head parts of the Zenit and Angara launch vehicles, which increases the useful volume for placing the payload . In addition, this reduces the assembly time of the head part at a technical position, since it allows rolling in the horizontal position of the head fairing to the payload with significant dimensions.
Кроме того, в соответствии заявляемыми вариантами опорный узел каждой из ферм наиболее предпочтительно выполнить в форме стакана, при этом его основание целесообразно закрепить на нижней опорной площадке кронштейна одной из ферм, а первые концы раскосов и стержней закрепить на его боковой стенке, что, обеспечивая доступ к элементам разъемного соединения опорного узла с кронштейном фермы, позволяет сократить время сборки переходного отсека. Кроме того, крепление раскосов ферм и стержней на боковой стенке опорного узла позволяет обеспечить пересечение продольных осей раскосов и стержней на оси опорного узла в плоскости стыка с адаптером или с небольшим эксцентриситетом, что, исключая появление дополнительных изгибающих моментов в плоскости стыка, дополнительно снижает массу переходного отсека.In addition, in accordance with the claimed variants, the support node of each of the trusses is most preferably made in the form of a glass, while its base is expediently fixed on the lower supporting platform of the bracket of one of the trusses, and the first ends of the braces and rods are fixed on its side wall, which provides access to the elements of the detachable connection of the support node with the bracket of the truss, reduces the assembly time of the transition compartment. In addition, the fastening of the braces of the trusses and rods on the side wall of the support node allows you to ensure the intersection of the longitudinal axes of the braces and rods on the axis of the support node in the plane of the joint with the adapter or with a small eccentricity, which, excluding the appearance of additional bending moments in the joint plane, further reduces the mass of the transition compartment.
Кроме того, в соответствии с заявляемыми решениями первые концы стержней целесообразно закрепить на боковой стенке опорного узла шарнирно, что обеспечивая компенсацию погрешностей изготовления и установки ферм относительно корпуса, также уменьшает срок сборки переходного отсека.In addition, in accordance with the claimed solutions, the first ends of the rods, it is advisable to fix on the side wall of the support node pivotally, which provides compensation for manufacturing errors and installation of trusses relative to the housing, also reduces the assembly time of the transition compartment.
Кроме того, в переходном отсеке ракеты-носителя в соответствии с первым заявляемым вариантом верхний торцевой шпангоут корпуса может быть выполнен с сечением в виде профиля швеллерообразной формы. При этом к его внешнему поясу прикреплена обшивка корпуса, на стенке установлен головной обтекатель, а снизу к стенке прикреплены вторые концы стержней ферм, причем места крепления стержней расположены под местом установки головного обтекателя.In addition, in the transition compartment of the launch vehicle in accordance with the first claimed embodiment, the upper end frame of the housing can be made with a cross-section in the form of a channel-shaped profile. At the same time, the casing is attached to its outer belt, the head fairing is mounted on the wall, and the second ends of the truss rods are attached to the bottom from the bottom, and the mounting points of the rods are located under the installation site of the head fairing.
Кроме того, в переходном отсеке ракеты-носителя в соответствии со вторым вариантом заявляемым вариантом переходного отсека верхний торцевой шпангоут корпуса может быть выполнен с сечением в виде профиля Z-образной формы со стенкой, помещенной в поперечной плоскости переходного отсека, и дополнительным поясом, размещенным вблизи центра тяжести площади сечения шпангоута. При этом обшивку корпуса наиболее предпочтительно закрепить на указанном дополнительном поясе, к внутренней части стенки шпангоута присоединить стержни ферм, а на наружной части стенки шпангоута установить головной обтекатель.In addition, in the transition compartment of the launch vehicle in accordance with the second embodiment of the claimed embodiment of the transition compartment, the upper end frame of the housing can be made with a section in the form of a Z-shaped profile with a wall placed in the transverse plane of the transition compartment, and an additional belt located near center of gravity of the frame sectional area. At the same time, it is most preferable to fix the casing of the housing on the indicated additional belt, attach truss rods to the inner part of the frame wall, and install the head fairing on the outer part of the frame wall.
Приведенные решения верхнего торцевого шпангоута и его узла стыка с головным обтекателем, стержнями ферм и обшивкой корпуса по первому и второму заявляемым вариантам дают возможность свести действующие на шпангоут нагрузки от стержней ферм, головного обтекателя и обшивки корпуса в одну точку или с небольшим эксцентриситетом, что, минимизируя местные изгибающие моменты, повышает локальную несущую способность верхнего торцевого шпангоута и дополнительно снижает массу переходного отсека.The above solutions of the upper end frame and its junction with the head fairing, truss rods and body sheathing according to the first and second claimed variants make it possible to reduce the loads acting on the frame from truss rods, head fairing and body sheathing to one point or with a small eccentricity, which, minimizing local bending moments, increases the local bearing capacity of the upper end frame and further reduces the mass of the transition compartment.
Кроме того, в соответствии с заявляемыми вариантами переходного отсека вторые концы раскосов ферм, нижний торцевой шпангоут и стыковой шпангоут последней ступени ракеты-носителя наиболее предпочтительно соединить разъемным соединением в единый пакет, что позволяет обеспечить совместную работу силовых элементов переходного отсека и силового элемента последней ступени ракеты-носителя. Это повышает прочность и жесткость соединения и дополнительно позволяет уменьшить массу переходного отсека.In addition, in accordance with the claimed variants of the transition compartment, the second ends of the truss braces, the lower end frame and the butt frame of the last stage of the launch vehicle are most preferably connected by detachable connection in a single package, which allows for the joint operation of the power elements of the transition compartment and the power element of the last stage of the rocket -carrier. This increases the strength and rigidity of the connection and further reduces the mass of the transition compartment.
Помимо прочего, каждый из кронштейнов ферм в соответствии с заявляемыми вариантами переходного отсека может быть снабжен средней и соединенными с ней боковыми стенками. Верхняя и нижняя опорные площадки каждого из кронштейнов могут быть расположены по разные стороны от средней стенки и подкреплены боковыми стенками, соединенными со средней стенкой кронштейна. Каждая из секций адаптера при этом может быть выполнена в виде дуги, на большей своей части выполненной в виде Г-образного профиля, а на частях, примыкающих к кронштейнам, - в виде Z-образного профиля. Такое решение адаптера расширяет функциональные возможности переходного отсека за счет возможности крепления к адаптеру полезных нагрузок с габаритным размером стыковочного диаметра, меньшим габаритного стыковочного размера опорных узлов адаптера, и за счет использования округлых секций увеличить зону полезного груза. Выполнение секций адаптера на большей части в виде Г-образного профиля эффективно по массе конструкции, а выполнение частей, прилегающих к местам соединений секций адаптера с кронштейнами, с переходом от Г- образного профиля к Z-образному профилю позволяет уменьшить концентрацию напряжений, дополнительно снизив массу конструкции переходного отсека.Among other things, each of the truss brackets in accordance with the claimed variants of the transition compartment may be provided with a middle and connected side walls. The upper and lower supporting platforms of each of the brackets can be located on different sides of the middle wall and reinforced by side walls connected to the middle wall of the bracket. Each of the adapter sections can be made in the form of an arc, for the most part made in the form of a L-shaped profile, and on parts adjacent to the brackets, in the form of a Z-shaped profile. This solution of the adapter expands the functionality of the adapter compartment due to the possibility of attaching payloads to the adapter with an overall size of the docking diameter smaller than the overall docking size of the adapter support nodes, and through the use of rounded sections to increase the payload area. The implementation of the adapter sections for the most part in the form of a L-shaped profile is effective in terms of weight of the structure, and the execution of parts adjacent to the junction of the adapter sections with brackets, with the transition from the L-shaped profile to the Z-shaped profile, allows to reduce the stress concentration, further reducing the mass transition compartment designs.
При расположении опорных площадок кронштейнов адаптера по разные стороны от средней стенки и выполнении секций адаптера на больших частях в виде Г-образного профиля в соответствии с заявляемыми вариантами изобретений средние стенки кронштейнов и стенки секций адаптера наиболее предпочтительно расположить наклонно к продольной оси переходного отсека. Выполнение средних стенок кронштейнов и стенок секций адаптера с наклоном к продольной оси отсека снижает усилия среза болтов крепления кронштейнов к опорным узлам фермы, дополнительно снижая массу переходного отсека. Ориентирование наклона средних стенок кронштейнов адаптера и наклона стенок секций адаптера в направлении центра масс полезной нагрузки позволяет оптимальным образом передать продольную инерционную нагрузку от космического аппарата на адаптер, что также уменьшает массу переходного отсека. Это особенно актуально в случае выведения полезных нагрузок с низким расположением центра масс относительно адаптера.When the support pads of the adapter brackets are located on different sides of the middle wall and the adapter sections are made in large parts in the form of a L-shaped profile in accordance with the claimed variants of the invention, it is most preferable to arrange the middle walls of the brackets and the walls of the adapter sections obliquely to the longitudinal axis of the adapter compartment. The execution of the middle walls of the brackets and the walls of the sections of the adapter with an inclination to the longitudinal axis of the compartment reduces the shear stress of the bolts of the brackets to the supporting nodes of the truss, further reducing the mass of the transition compartment. Orientation of the inclination of the middle walls of the adapter brackets and the inclination of the walls of the adapter sections in the direction of the center of mass of the payload optimally transfers the longitudinal inertial load from the spacecraft to the adapter, which also reduces the mass of the transition compartment. This is especially true in the case of outputting payloads with a low center of mass relative to the adapter.
Помимо прочего верхняя и нижняя опорные площадки каждого из кронштейнов адаптера в соответствии с заявляемыми вариантами могут быть расположены друг над другом и соединены с тремя боковыми стенками. Такое решение опорного узла дает возможность уравновесить без изгибающего момента осевые силы, действующие на опорный узел, что уменьшает массу переходного отсека.Among other things, the upper and lower supporting platforms of each of the adapter brackets in accordance with the claimed variants can be located one above the other and connected to three side walls. This solution of the support node makes it possible to balance the axial forces acting on the support node without bending moment, which reduces the mass of the transition compartment.
При расположении верхней и нижней опорных площадок каждого из кронштейнов адаптера друг над другом каждую из секций адаптера в соответствии с заявляемыми вариантами наиболее предпочтительно выполнить в виде балки швеллерного профиля. Выполнение секций адаптера в виде прямолинейных балок швеллерного профиля позволяет исключить действие изгибающих моментов в поперечной плоскости адаптера, возникающих при выполнении секций криволинейной формы. Отсутствие изгиба адаптера позволяет повысить несущую способность переходного отсека и тем самым использовать переходной отсек для выведения более массивных полезных нагрузок.When the upper and lower supporting platforms of each of the adapter brackets are located one above the other, each of the adapter sections in accordance with the claimed variants is most preferably made in the form of a channel beam profile. The implementation of the sections of the adapter in the form of rectilinear beams of the channel profile allows you to exclude the action of bending moments in the transverse plane of the adapter that occur when performing sections of a curved shape. The lack of bending of the adapter allows you to increase the bearing capacity of the transition compartment and thereby use the transition compartment to derive more massive payloads.
Заявляемые технические решения поясняется следующими материалами:The claimed technical solutions are illustrated by the following materials:
фиг. 1 - общий вид переходного отсека в аксонометрии в соответствии с первым вариантом (адаптер выполнен с секциями в виде дуг),FIG. 1 is a General view of the transition compartment in a perspective view in accordance with the first embodiment (the adapter is made with sections in the form of arcs),
фиг. 2 - общий вид переходного отсека по первому варианту снизу (вид А с фиг. 1, адаптер выполнен с секциями в виде дуг),FIG. 2 is a bottom view of the transition compartment according to the first embodiment (view A of FIG. 1, the adapter is made with sections in the form of arcs),
фиг. 3 - узлы соединения верхнего и нижнего торцевых шпангоутов корпуса с обшивкой переходного отсека по первому варианту (сечение Ж-Ж с фиг. 2, головной обтекатель условно не показан),FIG. 3 - connection nodes of the upper and lower end frames of the housing with the sheathing of the transition compartment according to the first embodiment (section Ж-Ж from Fig. 2, the head fairing is conditionally not shown),
фиг. 4 - узел стыка верхнего торцевого шпангоута переходного отсека по первому варианту с обшивкой корпуса и головным обтекателем (сечение Л-Л с фиг. 2),FIG. 4 - the junction of the upper end frame of the transition compartment according to the first embodiment with the casing and the head fairing (section LL with Fig. 2),
фиг. 5 - общий вид фермы переходного отсека по первому варианту с секциями адаптера, выполненными в виде дуг, в аксонометрии,FIG. 5 is a general view of the transition compartment truss according to the first embodiment with adapter sections made in the form of arcs, in a perspective view,
фиг. 6 - узел стыка фермы с корпусом переходного отсека по первому варианту и с секциями адаптера, выполненными в виде дуг (вид Б с фиг. 2),FIG. 6 - node junction of the farm with the housing of the transition compartment according to the first embodiment and with adapter sections made in the form of arcs (type B from Fig. 2),
фиг. 7 - узел стыка фермы с корпусом переходного отсека по первому варианту и с секциями адаптера, выполненными в виде дуг (вид В с фиг. 6),FIG. 7 - node of the junction of the farm with the housing of the transition compartment according to the first embodiment and with adapter sections made in the form of arcs (view B from Fig. 6),
фиг. 8 - узлы соединения раскоса фермы с опорным узлом фермы и с нижним торцевым шпангоутом (сечение Е-Е с фиг. 7, адаптер выполнен с кронштейном с опорными площадками, размещенными по разные стороны от средней стенки),FIG. 8 - nodes connecting the brace of the truss with the supporting node of the truss and with the lower end frame (cross-section EE in Fig. 7, the adapter is made with a bracket with supporting platforms located on opposite sides of the middle wall),
фиг. 9 - ферма в сборке с верхним торцевым шпангоутом корпуса переходного отсека по первому варианту, раскосы фермы условно не показаны, адаптер выполнен с секциями в форме дуг (вид В с фиг. 6),FIG. 9 - truss in the assembly with the upper end frame of the transition compartment housing according to the first embodiment, the braces of the truss are not shown conditionally, the adapter is made with sections in the form of arcs (view B from Fig. 6),
фиг. 10 - узлы соединения стержня с опорным узлом фермы и с верхним торцевым шпангоутом (переходной отсек выполнен в соответствии с первым вариантом, адаптер снабжен кронштейном с опорными площадками, размещенными по разные стороны от средней стенки, сечение Д-Д с фиг. 9),FIG. 10 - nodes connecting the rod with the support node of the farm and with the upper end frame (the adapter compartment is made in accordance with the first embodiment, the adapter is equipped with an arm with support pads located on opposite sides of the middle wall, section DD from Fig. 9),
фиг. 11 - общий вид адаптера с секциями, выполненными в виде дуг, в аксонометрии,FIG. 11 is a General view of the adapter with sections made in the form of arcs, in a perspective view,
фиг. 12 - профиль сечения адаптера на большей части его секции (сечение З-З с фиг. 7, секции адаптера выполнены в виде дуг),FIG. 12 is a cross-sectional profile of an adapter over a large part of its section (section Z-3 from FIG. 7, adapter sections are made in the form of arcs),
фиг. 13 - профиль сечения адаптера на частях секций, примыкающих к их стыкам с кронштейном (сечение И-И с фиг. 7, секции адаптера выполнены в виде дуг),FIG. 13 is a sectional profile of an adapter on parts of sections adjacent to their joints with an arm (section II, as shown in FIG. 7, adapter sections are made in the form of arcs),
фиг. 14, 15 - кронштейн адаптера с опорными площадками, размещенными по разные стороны от средней стенки кронштейна в аксонометрии (вид снаружи и изнутри адаптера),FIG. 14, 15 - adapter bracket with support pads placed on opposite sides of the middle wall of the bracket in a perspective view (outside and inside of the adapter),
фиг. 16 - опорный узел фермы в аксонометрии,FIG. 16 is a reference node of the farm in a perspective view,
фиг. 17 - общий вид переходного отсека в аксонометрии в соответствии со вторым вариантом (секции адаптера выполнены в виде балок),FIG. 17 is a perspective view of a transition compartment in a perspective view in accordance with a second embodiment (adapter sections are in the form of beams),
фиг. 18 - общий вид переходного отсека по второму варианту сверху, секции адаптера выполнены в виде балок (вид П с фиг. 17),FIG. 18 is a top view of the transition compartment of the second embodiment, adapter sections are made in the form of beams (type P from FIG. 17),
фиг. 19 - узлы соединения верхнего и нижнего торцевых шпангоутов корпуса с обшивкой переходного отсека по второму варианту (головной обтекатель условно не показан, сечение У-У с фиг. 18),FIG. 19 - connection nodes of the upper and lower end frames of the housing with the sheathing of the transition compartment according to the second embodiment (the head fairing is not shown conditionally, section U-U from Fig. 18),
фиг. 20 - общий вид фермы корпуса переходного отсека по второму варианту с адаптером, секции которого выполнены в виде балок, в аксонометрии (вид изнутри переходного отсека),FIG. 20 is a general view of the truss housing of the transition compartment according to the second embodiment with an adapter, sections of which are made in the form of beams, in a perspective view (inside view of the transition compartment),
фиг. 21 - узел соединения верхнего торцевого шпангоута переходного отсека по второму варианту с головным обтекателем и обшивкой корпуса (сечение Ф-Ф с фиг. 18),FIG. 21 - the connection node of the upper end frame of the transition compartment of the second embodiment with the head fairing and the casing (section Ф-Ф from Fig. 18),
фиг. 22 - узел соединения фермы с кронштейном адаптера и с обшивкой переходного отсека по второму варианту (сечение Р-Р с фиг. 18, адаптер выполнен с секциями в виде балок),FIG. 22 - node connecting the truss with the bracket of the adapter and with the sheathing of the transition compartment according to the second embodiment (section PP in Fig. 18, the adapter is made with sections in the form of beams),
фиг. 23 - общий вид адаптера с секциями в виде балок в аксонометрии,FIG. 23 is a General view of the adapter with sections in the form of beams in a perspective view,
фиг. 24 - адаптер с секциями в виде балок в плане,FIG. 24 - adapter with sections in the form of beams in plan,
фиг. 25 - кронштейн адаптера с опорными площадками, размещенными друг над другом в аксонометрии,FIG. 25 - adapter bracket with bearing pads placed one above the other in a perspective view,
фиг. 26 - профиль секции адаптера (сечение С-С с фиг. 24, секции адаптера выполнены в виде балок),FIG. 26 is a profile section of the adapter (section CC of FIG. 24, adapter sections are made in the form of beams),
фиг. 27 - продольный разрез кронштейна адаптера с опорными площадками, размещенными друг над другом, и с секциями в виде балок (сечение Т-Т с фиг. 24),FIG. 27 is a longitudinal section of an adapter bracket with support platforms placed one above the other and with sections in the form of beams (section TT with FIG. 24),
фиг. 28 - узел стыка верхнего торцевого шпангоута переходного отсека по второму варианту с головным обтекателем и обшивкой корпуса (выноска X с фиг. 22).FIG. 28 - the junction of the upper end frame of the transition compartment according to the second embodiment with the head fairing and the casing (callout X from Fig. 22).
Без ограничения общности при последующем изложении условимся термины «выше», «ниже», «сверху», «снизу», «верхний конец», «нижний конец», «верхняя сторона», «нижняя сторона» трактовать в соответствии с расположением элементов относительно положительного направления продольной оси 36 (ось X на фиг. 1, 17). Терминами «внешний», «наружный», «внутренний» условимся обозначать элементы, расположенные в поперечной плоскости, дальше или ближе от продольной оси в радиальном направлении.Without loss of generality, in the following presentation, we will agree on the terms “above”, “below”, “above”, “bottom”, “upper end”, “lower end”, “upper side”, “lower side” in accordance with the arrangement of elements relative to the positive direction of the longitudinal axis 36 (X axis in Fig. 1, 17). By the terms “external”, “external”, “internal” we will agree to designate elements located in the transverse plane, farther or closer from the longitudinal axis in the radial direction.
Заявляемый переходной отсек ракеты-носителя устроен следующим образом.The inventive transition compartment of the launch vehicle is arranged as follows.
В соответствии с 1 и 2 заявляемыми вариантами переходной отсек ракеты-носителя (см. фиг. 1, 2, 17, 18) содержит корпус, снабженный обшивкой 1, верхним 2 и нижним 3 торцевыми шпангоутами и продольным силовым набором 4. Кроме того, переходной отсек снабжен расположенными внутри корпуса адаптером 5 и средством соединения корпуса с адаптером.In accordance with 1 and 2 of the claimed variants, the transition compartment of the launch vehicle (see Fig. 1, 2, 17, 18) contains a housing provided with a
Как и в ближайшем аналоге, в соответствии с 1 заявляемым вариантом корпус переходного отсека выполнен в виде усеченного конуса (см. фиг. 1, 3). В отличие от ближайшего аналога в соответствии со 2 втором вариантом корпус переходного отсека выполнен в виде цилиндра (см. фиг. 17, 19).As in the closest analogue, in accordance with 1 claimed embodiment, the housing of the transition compartment is made in the form of a truncated cone (see Fig. 1, 3). Unlike the closest analogue, in accordance with the
С использованием известных из уровня техники средств крепления и отделения (замков, толкателей и других элементов), не показанных на чертежах, верхний торцевой шпангоут 2 корпуса выполнен с обеспечением возможности соединения с головным обтекателем ракеты-носителя, нижний торцевой шпангоут 3-е последней ступенью ракеты-носителя. Адаптер 5 с использованием известных из уровня техники средств крепления и разделения, не показанных на чертежах, выполнен с обеспечением возможности соединения с полезной нагрузкой.Using means of fastening and separation known from the prior art (locks, pushers and other elements), not shown in the drawings, the
Нижние 3 торцевые шпангоуты в заявляемых решениях могут быть выполнены, как показано на фиг. 3, 19, на больших своих частях в виде профилей с сечением швеллерообразной формы со стенками, расположенными в поперечных плоскостях, и поясами разновеликой высоты. Нижние торцевые шпангоуты 3 заявляемых решений выполнены с обеспечением возможности соединения с последней ступенью ракеты-носителя, при этом стенка нижнего торцевого шпангоута 3 снабжена отверстиями 7 (см. фиг. 5) для размещения элементов 25 (см. фиг. 8) стыковки с силовым шпангоутом последней ступени ракеты-носителя.The lower 3 end frames in the claimed solutions can be made as shown in FIG. 3, 19, in its large parts in the form of profiles with a channel-shaped cross section with walls located in transverse planes and belts of different heights. The lower end frames 3 of the claimed solutions are made with the possibility of connection with the last stage of the launch vehicle, while the wall of the
Верхний торцевой шпангоут 2 в соответствии с первым заявляемым вариантом наиболее предпочтительно выполнить с сечением в виде профиля швеллерообразной формы со стенкой, расположенной в поперечной плоскости, как показано на фиг. 3, 4, 10. На стенке верхнего торцевого шпангоута установлен головной обтекатель 32. Для обеспечения установки головного обтекателя на верхнем торцевом шпангоуте на его стенке размещены штыри 6 небольшой высоты (см. фиг. 5).The
В соответствии с первым заявляемым вариантом обшивка 1 корпуса может быть закреплена на внешних поясах верхнего 2 и нижнего 3 торцевых шпангоутов.In accordance with the first claimed embodiment, the
В соответствии со вторым заявляемым вариантом переходного отсека верхний 2 торцевой шпангоут наиболее предпочтительно выполнить в виде профиля Z-образной формы (см. фиг. 19, 21, 22, 28), образованной стенкой, размещенной в поперечной плоскости переходного отсека, внешним 37 и внутренним 38 поясами. Кроме того, верхний торцевой шпангоут снабжен дополнительным поясом 33, размещенным вблизи центра тяжести площади сечения профиля. При этом обшивку 1 корпуса целесообразно закрепить на дополнительном поясе 33 верхнего торцевого шпангоута и на внешнем поясе нижнего 3 торцевого шпангоута (см. фиг. 19). На внешней части 34 стенки верхнего 2 торцевого шпангоута целесообразно расположить головной обтекатель 32 ракеты-носителя (см. фиг. 21, 22, 28).In accordance with the second claimed embodiment of the transition compartment, the upper 2 end frame is most preferably in the form of a Z-shaped profile (see FIGS. 19, 21, 22, 28) formed by a wall located in the transverse plane of the transition compartment, external 37 and internal 38 belts. In addition, the upper end frame is equipped with an
Обшивка 1 корпуса снабжена люками для обеспечения доступа для обслуживания внутренних элементов переходного отсека на технической позиции.The
Продольный силовой набор 4 корпуса переходного отсека может быть выполнен в виде стрингеров уголкового профиля и усиленных стрингеров швеллерного профиля.The
В соответствии с заявляемыми вариантами переходного отсека средство соединения корпуса с адаптером выполнено в виде ферм 16 (см. фиг. 1, 2, 5, 17, 18, 20), равномерно расположенных вдоль окружности корпуса и соединенных с верхним 2 и нижним 3 торцевыми шпангоутами корпуса и с адаптером. Каждая из ферм 16 (см. фиг. 5, 20) содержит два раскоса 17, два стержня 18 и опорный узел 19, на котором закреплены первые концы раскосов и стержней фермы. Вторые концы стержней 18 закреплены на верхнем торцевом шпангоуте 2 корпуса, а вторые концы раскосов 17 - на нижнем торцевом шпангоуте 3 корпуса.In accordance with the claimed variants of the transition compartment, the means of connecting the housing to the adapter is made in the form of trusses 16 (see Fig. 1, 2, 5, 17, 18, 20), evenly spaced along the circumference of the housing and connected to the upper 2 and lower 3 end frames housing and with adapter. Each of the trusses 16 (see Fig. 5, 20) contains two
В соответствии с заявляемыми решениями опорный узел 19 каждой из ферм (см. фиг. 16) наиболее предпочтительно выполнить в форме стакана и разместить на его боковой стенке два фитинга 20 и два элемента соединения «ухо» 21. Основание каждого из опорных узлов целесообразно снабдить отверстием для размещения элемента крепления разъемного соединения.In accordance with the claimed solutions, the
В соответствии с заявляемыми решениями раскосы 17 и стержни 18 целесообразно выполнить из труб. Первые концы раскосов 17 в соответствии с заявляемыми решениями предпочтительно жестко закрепить сваркой к торцам фитингов 20, размещенных на боковых стенках опорных узлов 19 (см. фиг. 8, 20, 22).In accordance with the claimed solutions, the
Первые концы стержней 18 в соответствии с заявляемыми решениями предпочтительно выполнить в виде элемента соединения «вилка» и шарнирно закрепить на элементе соединения «ухо» 21 с использованием в соединении шарнирного подшипника 22 (см. фиг. 10, 22).The first ends of the
Как указывалось выше, в соответствии с первым вариантом переходного отсека верхний торцевой шпангоут его корпуса целесообразно выполнить с сечением в виде профиля швеллерообразной формы. При этом вторые концы стержней 18, как показано на фиг. 10, могут быть закреплены на нижней стороне стенки верхнего торцевого шпангоута 2 с использованием двух винтов 24. При этом места соединения стержней 18 с верхним торцевым шпангоутом 2 и зону установки головного обтекателя 32 на стенке верхнего торцевого шпангоута целесообразно сместить к внешнему поясу верхнего торцевого шпангоута, разместив места крепления вторых концов стержней 18 к нижней поверхности верхнего торцевого шпангоута 2 под местом установки головного обтекателя 32 сверху стенки шпангоута, как показано на фиг. 10.As indicated above, in accordance with the first variant of the transition compartment, the upper end frame of its housing, it is advisable to perform with a section in the form of a channel-shaped profile. In this case, the second ends of the
В соответствии со вторым вариантом переходного отсека, как указывалось, верхний торцевой шпангоут наиболее предпочтительно выполнить с сечением в виде Z-образной формы. При этом вторые концы стержней 18 целесообразно закрепить на нижней поверхности внутренней части 35 верхнего торцевого шпангоута 2 с использованием винтов 24, как показано на фиг. 22, 28, а головной обтекатель 32 целесообразно разместить над внешней частью 34 верхнего торцевого шпангоута 2.In accordance with the second embodiment of the transition compartment, as indicated, the upper end frame is most preferably made with a cross section in the form of a Z-shaped. In this case, it is advisable to fix the second ends of the
Вторые концы раскосов 17 в соответствии с заявляемыми решениями могут быть выполнены в форме фитингов (см. фиг. 8, 22) и закреплены на стенке нижнего торцевого шпангоута 3 с использованием разъемных соединений 25 (см. фиг. 7). В качестве основного средства крепления вторых концов раскосов 17 ферм к нижнему торцевому шпангоуту корпуса (см. фиг. 7) наиболее предпочтительно использовать разъемное соединение 25, например болтовое соединение, пропущенное сквозь отверстия 7 и соединяющее в один пакет силовой элемент 26 последней ступени ракеты-носителя, нижний торцевой шпангоут 3 корпуса и второй конец раскоса 17 фермы. Для обеспечения дополнительной жесткости переходного отсека и головной части в целом указанное соединение целесообразно снабдить дополнительными элементами крепления 23, в качестве которых могут быть использованы два винта и два штифта. Такое выполнение соединения также уменьшает массу переходного отсека.The second ends of the
В соответствии с заявляемыми вариантами переходной отсек содержит адаптер. В заявляемых решениях переходного отсека адаптер, как подробно описано ниже, может быть выполнен как в виде соединенных друг с другом секций, выполненных в виде дуг, так и в виде соединенных друг с другом балок. В примере конкретного выполнения первого заявленного варианта переходного отсека (см. фиг. 1-16) приведено устройство адаптера с секциями, выполненных в виде дуг, хотя такое устройство адаптера может быть использовано и во втором варианте переходного отсека. В примере конкретного выполнения переходного отсека в соответствии со вторым заявленным вариантом (см. фиг. 17-28) приведено устройство адаптера, выполненного в форме балок, хотя такое устройство адаптера может быть использовано и в первом варианте переходного отсека.In accordance with the claimed variants of the transition compartment contains an adapter. In the claimed solutions of the transition compartment, the adapter, as described in detail below, can be made both in the form of sections connected to each other, made in the form of arcs, and in the form of beams connected to each other. In a specific embodiment of the first claimed embodiment of the transition compartment (see Fig. 1-16), an adapter device with sections made in the form of arcs is shown, although such an adapter device can be used in the second embodiment of the transition compartment. In an example of a specific embodiment of the transition compartment in accordance with the second claimed embodiment (see FIGS. 17-28), an adapter device made in the form of beams is shown, although such an adapter device can be used in the first embodiment of the transition compartment.
В соответствии с заявляемыми вариантами переходного отсека адаптер 5 расположен внутри корпуса переходного отсека и составлен из секций 8, жестко соединенных друг с другом кронштейнами 9 (см. фиг. 1, 11, 17, 23). Каждый из кронштейнов 9 включает нижнюю 13 и верхнюю 14 опорные площадки (см. фиг. 14, 15, 25). Верхняя опорная площадка 14 адаптера выполнена с обеспечением возможности соединения с полезной нагрузкой. В соответствии с заявляемыми решениями нижняя опорная площадка 13 каждого кронштейна разъемный соединением, например, с использованием шпилек 27, соединена с опорным узлом 19 одной из ферм, как показано на фиг. 8, 10, 22.In accordance with the claimed variants of the transition compartment, the
В соответствии с заявляемыми вариантами каждый из кронштейнов фермы может быть снабжен средней стенкой 12, а верхняя 14 и нижняя 13 опорные площадки каждого из кронштейнов расположены по разные стороны от средней стенки 12, образуя в продольном сечении Z-образный профиль, как показано на фиг. 8, 10. Опорные площадки 13, 14 кронштейнов предпочтительно подкрепить боковыми стенками 15, соединенными со средней стенкой 12 кронштейна (см. фиг. 14, 15). В этом случае каждую из секций адаптера 5 наиболее предпочтительно выполнить в виде дуги, на большей своей части выполненной в виде Г-образного профиля. На частях, примыкающих к кронштейнам, секции целесообразно выполнить с переходом от Г-образного к Z-образному профилю (см. фиг. 7, 9, 12, 13). При этом средние стенки кронштейнов и стенки секций могут быть выполнены наклонными, что снижает усилия среза болтов крепления кронштейнов адаптера к узлам фермы, дополнительно снижет массу переходного отсека.In accordance with the claimed variants, each of the truss brackets can be provided with a
Кроме того, в соответствии с заявляемыми решениями переходного отсека верхняя 14 и нижняя 13 опорные площадки каждого из кронштейнов адаптера могут быть расположены друг над другом, как показано на фиг. 22, 25, 27. При этом каждый из кронштейнов 9 адаптера целесообразно снабдить тремя боковыми стенками. При этом опорные площадки кронштейна адаптера соединены с боковыми стенками (см. фиг. 25).In addition, in accordance with the claimed solutions of the transition compartment, the upper 14 and lower 13 bearing pads of each of the adapter brackets can be located one above the other, as shown in FIG. 22, 25, 27. Moreover, it is advisable to provide each of the
В случае расположения опорных площадок друг над другом каждую из секций 8 адаптера 5 наиболее предпочтительно выполнить в виде прямолинейной балки с профилем в виде швеллера (см. фиг. 17, 18, 26), пояса 29 которого могут быть выполнены из уголковых профилей, а стенка соединена с поясами с использованием клепки. В стенке балки адаптера целесообразно выполнить облегчающие вырезы.In the case of the location of the support pads one above the other, each of the
Кронштейны 9 могут быть снабжены фитингами 31 для установки средств отделения полезной нагрузки (см. фиг. 27).The
Конструктивные элементы заявляемого переходного отсека ракеты-носителя могут быть изготовлены из сплавов на основе алюминия. При изготовлении верхнего и нижнего торцевых шпангоутов из заготовок выполняют точено-фрезерованные кольца или балки. Из заготовок из сплава на основе алюминия также выполняют отдельные точено - фрезерованные секции и кронштейны средства крепления полезной нагрузки, которые соединяются между собой сваркой. В процессе сборки корпуса переходного отсека его обшивка соединяется с торцевыми шпангоутами и силовым набором клепкой. Трубные заготовки раскосов и стержней фермы сваркой соединяются с их законцовками на их первых и вторых концах. Первые концы раскосов сваркой соединяются с опорными узлами ферм. При агрегатной сборке переходного отсека фермы разъемными соединениями крепятся к корпусу переходного отсека и к адаптеру, при этом шарнирное соединение стержней с опорными узлами фермы упрощает процесс сборки. После этого производится сборка головной части в целом.The structural elements of the inventive transition compartment of the launch vehicle can be made of alloys based on aluminum. In the manufacture of the upper and lower end frames of the blanks, precision-milled rings or beams are made. Separate turning - milled sections and brackets of payload fastening means, which are interconnected by welding, are also performed from aluminum alloy-based blanks. During the assembly of the transition compartment housing, its casing is connected to the end frames and the riveting power set. The tube blanks of the braces and truss rods are welded to their ends at their first and second ends. The first ends of the braces are welded to the supporting nodes of the trusses. In the case of modular assembly of the transition compartment of the truss, detachable joints are attached to the case of the transition compartment and to the adapter, while the hinged connection of the rods to the supporting nodes of the truss simplifies the assembly process. After this, the assembly of the warhead as a whole is carried out.
В процессе выведения ракеты-носителя верхний торцевой шпангоут корпуса воспринимает продольную и поперечную нагрузку от головного обтекателя, возникающую при наземной подготовке и на этапе выведения ракеты-носителя при действии скоростного напора, и передает эти нагрузки на корпус переходного отсека, подкрепленный продольным силовым набором. Продольные и поперечные усилия от полезной нагрузки воспринимаются адаптером и через опорные узлы фермы передаются на раскосы ферм.In the process of launching the launch vehicle, the upper end frame of the housing receives the longitudinal and transverse load from the head fairing, which occurs during ground preparation and at the stage of launching the launch vehicle under the action of high-speed pressure, and transfers these loads to the body of the transition compartment, supported by a longitudinal power set. The longitudinal and transverse forces from the payload are received by the adapter and transmitted through the support nodes of the truss to the truss braces.
При осуществлении транспортных операций с головной частью на технической позиции продольные и поперечные усилия от полезной нагрузки от фермы к нижнему торцевому шпангоуту передаются через разъемные соединения, выполненные в виде винтов и штифтов.When carrying out transport operations with the head part at a technical position, the longitudinal and transverse forces from the payload from the truss to the lower end frame are transmitted through detachable joints made in the form of screws and pins.
В процессе выведения полезной нагрузки ракетой - носителем усилия от головного обтекателя передаются через продольные силовые элементы корпуса и его обшивку на нижний торцевой шпангоут корпуса и через болты, установленные в отверстиях 7, передаются на конструкцию ракеты-носителя. На эти же элементы передаются и продольные и поперечные усилия от раскосов ферм.In the process of removing the payload by the carrier rocket, the forces from the head fairing are transmitted through the longitudinal power elements of the body and its casing to the lower end frame of the body and through the bolts installed in the
Стержни, соединяющие адаптер с верхним торцевым шпангоутом корпуса служат для обеспечения жесткости конструкции переходного отсека при его сборке и отработке, воспринимая поперечные нагрузки от адаптера.The rods connecting the adapter with the upper end frame of the housing serve to ensure the rigidity of the transition compartment during assembly and testing, taking up transverse loads from the adapter.
Рассмотренные примеры конструктивного выполнения переходного отсека позволяет воспринять корпусом инерционные и аэродинамические нагрузки от головного обтекателя и передать их через обшивку корпуса и его силовой набор на нижний торцевой шпангоут. Одновременно средством крепления полезной нагрузки сосредоточенные усилия от полезной нагрузки воспринимаются восемью кронштейнами и передаются через раскосы восьми ферм на шестнадцать точек нижнего торцевого шпангоута.The considered examples of the structural design of the transition compartment allows the hull to absorb inertial and aerodynamic loads from the head fairing and transfer them through the casing and its power set to the lower end frame. At the same time, the means of fastening the payload concentrated efforts from the payload are perceived by eight brackets and transmitted through the braces of eight trusses to sixteen points of the lower end frame.
Заявляемые решения переходного отсека могут быть изготовлены на предприятиях ракетно-космической промышленности.The inventive solutions of the transition compartment can be made at the enterprises of the rocket and space industry.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015132630/11A RU2603872C1 (en) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | Transfer compartment of carrier rocket (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015132630/11A RU2603872C1 (en) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | Transfer compartment of carrier rocket (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2603872C1 true RU2603872C1 (en) | 2016-12-10 |
Family
ID=57776630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015132630/11A RU2603872C1 (en) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | Transfer compartment of carrier rocket (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2603872C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2661631C1 (en) * | 2017-09-04 | 2018-07-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Carrier rocket transfer compartment and its supporting frame |
| RU2697493C1 (en) * | 2018-11-15 | 2019-08-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Carrier rocket transient compartment and truss |
| CN110578618A (en) * | 2019-09-27 | 2019-12-17 | 中国人民解放军国防科技大学 | A composite material X-shaped support for connecting the fuel storage tank of the launch vehicle |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2073187C1 (en) * | 1993-05-28 | 1997-02-10 | Юрий Семенович Соломонов | Multistage missile and method of its staging |
| US20080127775A1 (en) * | 2002-12-18 | 2008-06-05 | Stoner Paul D | Inertiatrons and methods and devices using same |
| US7513459B2 (en) * | 2005-05-06 | 2009-04-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and associated apparatus for capturing, servicing, and de-orbiting earth satellites using robotics |
| RU2478533C1 (en) * | 2011-08-04 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Spaceship head |
-
2015
- 2015-08-06 RU RU2015132630/11A patent/RU2603872C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2073187C1 (en) * | 1993-05-28 | 1997-02-10 | Юрий Семенович Соломонов | Multistage missile and method of its staging |
| US20080127775A1 (en) * | 2002-12-18 | 2008-06-05 | Stoner Paul D | Inertiatrons and methods and devices using same |
| US7513459B2 (en) * | 2005-05-06 | 2009-04-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and associated apparatus for capturing, servicing, and de-orbiting earth satellites using robotics |
| RU2478533C1 (en) * | 2011-08-04 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Spaceship head |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2661631C1 (en) * | 2017-09-04 | 2018-07-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Carrier rocket transfer compartment and its supporting frame |
| RU2697493C1 (en) * | 2018-11-15 | 2019-08-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Carrier rocket transient compartment and truss |
| CN110578618A (en) * | 2019-09-27 | 2019-12-17 | 中国人民解放军国防科技大学 | A composite material X-shaped support for connecting the fuel storage tank of the launch vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100575191C (en) | A New Type of Spacecraft Main Bearing Structure | |
| RU2725824C1 (en) | Device for group launch of satellites and reinforced frame | |
| JP7145975B2 (en) | Efficient satellite architecture concepts for single or stacked multiple launches | |
| RU2603872C1 (en) | Transfer compartment of carrier rocket (versions) | |
| EP1882827B1 (en) | Embedded mount for mid-turbine frame | |
| EP2027012B1 (en) | Tail structure for an aircraft or spacecraft | |
| US9527598B2 (en) | Aircraft engine mounting system and method of mounting aircraft engines | |
| RU2661631C1 (en) | Carrier rocket transfer compartment and its supporting frame | |
| EP2148047A2 (en) | Mid-turbine frame | |
| CN102092484A (en) | Folding lightweight landing mechanism | |
| JP2018518418A (en) | Payload supply system | |
| KR101911850B1 (en) | A helicopter with a fuselage and a composite tail boom | |
| CN115142984B (en) | Carrier rocket and multi-engine mounting cabin section thereof | |
| CN107651221A (en) | The strong maneuverable spacecraft configuration of hollow big carrying | |
| WO2014122127A1 (en) | Tank retainer in an aircraft | |
| EP2905228A1 (en) | Fuselage airframe and tank | |
| RU148483U1 (en) | ADAPTER FOR LATERAL REMOVAL OF USEFUL LOADS, POWER FARM AND SUPPORT UNIT FOR POWER FARM | |
| US7597287B2 (en) | Device for reinforcement of a hollow structure, especially a box structure for an aircraft and a hollow structure equipped with such a device | |
| CN106628252A (en) | In-orbit aircraft structure of effective load adapter based on parallel arrangement | |
| CN210942315U (en) | Carrier rocket fairing | |
| CN112357118A (en) | Manned lunar surface lander based on truss structure | |
| RU2340516C1 (en) | Upper-stage rocket and strong ring (2 versions) | |
| RU154855U1 (en) | TRANSMISSION COMPARTMENT OF THE HEAD OF THE ROCKET - THE CARRIER | |
| EP2837568B1 (en) | Spacecraft and adapter structure therefore | |
| CN108238261B (en) | Main structure for a support for an aircraft propeller group comprising a pyramidal section with convergent struts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171110 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |